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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsgurtaufroller,
der eine ELR- und ALR-Funktionalität aufweist.
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Wie
im Fachgebiet bekannt ist, steht ELR (emergency locking retractor)
für einen
im Gefahrenfall sperrenden Gurtaufroller, der normalerweise ein oder
mehrere Trägheitssperrmechanismen
umfasst, wie dies genauer in
EP 0228729A1 veranschaulicht ist. Ein typischer
ELR-Sicherheitsgurtaufroller umfasst sowohl einen fahrzeugsensitiven
Sperrmechanismus als auch einen gurtsensitiven Sperrmechanismus.
Der fahrzeugsensitive Sperrmechanismus und der gurtsensitive Sperrmechanismus
können
gemeinsame Teile benutzen.
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Häufig umfasst
der fahrzeugsensitive Sperrmechanismus ein Gehäuseelement, das in Bezug auf
eine Seite des Gurtaufrollerrahmens sowie der Gurtaufroller-Wickelwelle
rotatorisch, d.h. drehbar angebracht ist. Dieses Gehäuseelement
wird als schalenförmige
Sperrvorrichtung bezeichnet. Dieses Gehäuseelement stützt eine
bewegliche Inertialmasse ab, die als Kugel oder „Standing Man" ausgeführt ist.
Eine Beschleunigung, die oberhalb eines Grenzwertes liegt, oder
eine größere, über einen
Grenzwert des Fahrzeugwertes hinausgehende Drehung bewegt diese
Inertialmasse, was die Blockierung des Gurtaufrollers einleitet.
Das Gehäuseelement
umfasst normalerweise eine drehbar gelagerte Sperrklinke, die auch,
da sie mit der Inertialmasse zusammenwirkt, als Sensorsperrklinke
bezeichnet wird. Die Bewegung der Inertialmasse bewirkt die Bewegung der
Sensorsperrklinke von einer deaktivierten Position zu einer aktivierten
Position.
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In
der aktivierten Position greift die Trägheitssperrklinke in einen
oder mehrere Zähne
eines Klinkenrades ein. Das Klinkenrad ist für die Drehung um die Drehachse
der Wickelwelle lose gelagert und mit der Gurtaufroller-Wickelwelle
drehbeweglich. Der Eingriff der Sensorsperrklinke in das Klinkenrad
verbindet das Klinkenrad mit der Wickelwelle, was bewirkt, dass
sich das schalenförmige
Sperrvorrichtungselement mit der drehenden Wickelwelle dreht. Die
Drehung der schalenförmigen
Sperrvorrichtung gemeinsam mit der Drehung der Wickelwelle bewirkt, dass
eine Sperrvorrichtungssperrklinke in einen oder mehrere Zähne des
anderen Klinkenrades, das auch als Sperrvorrichtungsrad bezeichnet
wird, eingreift. Das Sperrvorrichtungsrad und das Klinkenrad, das mit
der Sensorsperrklinke zusammenwirkt, können das gleiche Teil sein.
Der Eingriff der Sperrvorrichtungssperrklinke in die Zähne des
Sperrvorrichtungsrades führt
zur anfänglichen
Blockierung eines typischen Sicherheitsgurtaufrollers.
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Wenn
die Sicherheitsgurtschlosszunge aus einem zusammenwirkenden Sicherheitsgurtschloss entfernt
wird, wird der herausgezogene Sicherheitsgurt, der auch das Sicherheitsgurtband
bzw. das Gurtband genannt wird, als Reaktion auf eine Vorspannkraft,
die normalerweise von einer Aufwickelfeder bereitgestellt wird,
auf die Wickelwelle aufgerollt. Die Aufwickelfeder wickelt das gesamte
verfügbare Sicherheitsgurtband
auf die Wickelwelle, so dass der Sicherheitsgurtaufroller für einen
anderen Gebrauchszyklus bereit ist. Dieser Zustand wird normalerweise
der aufgerollte Zustand genannt, da jetzt das Sicherheitsgurtband
auf die Wickelwelle aufgerollt bzw. aufgewickelt ist. Es wird bei
diesem Betriebsmodus davon ausgegangen und häufig verlangt, dass sich die
ELR-Sperrmechanismen in einem deaktivierten Zustand befinden, so
dass das Sicherheitsgurtband ohne ein Eingreifen der ELR-Sperrmechanismen,
d.h. des fahrzeugsensitiven oder des gurtsensitiven Sperrmechanismus,
ungehindert hinausgezogen oder zurückgezogen werden kann. Da das
Sicherheitsgurtband gelegentlich bis zur aufgerollten Position bewegt
wird, nimmt der fahrzeugsensitive Sperrmechanismus unbeabsichtigterweise
einen unerwünschten
gesperrten Zustand an, der verhindert, dass sich der Sicherheitsgurt leicht
vom Sicherheitsgurtaufroller hinausziehen lässt. Glücklicherweise ist dieser Zustand
gewöhnlich zeitlich
begrenzt. Dieser unerwünschte
Zustand wird bei der vorliegenden Erfindung vermieden, indem die Sensorsperrklinke,
wenn sich der Sicherheitsgurt in einem aufgerollten Zustand befindet,
von dem Klinkenrad weg vorgespannt wird, was einen solchen unbeabsichtigten
Sperrungszustand des Gurtaufrollers verhindert. Wenn der Sicherheitsgurtaufroller
in eine bewegliche Sitzlehne eingebaut ist, verhindert dieses Merkmal,
dass der Gurtaufroller, während
die Sitzlehne bewegt wird, blockiert.
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Es
ist auch für
einen im Gefahrenfall sperrenden Sicherheitsgurtaufroller bekannt,
dass er eine ALR-Funktionalität
umfasst. Wenn der ALR-Betriebsmodus aktiviert ist, werden die fahrzeugsensitiven und
gurtsensitiven Sperrfunktionen umgangen. Die ALR-Funktionalität eines
Sicherheitsgurtaufrollers wird normalerweise aktiviert, während das
Sicherheitsgurtband um einen Kindersitz herum befestigt wird. Wie
der Fachmann weiß,
steht das Akronym ALR (automatically locking retractor) für einen
automatisch sperrenden Gurtaufroller. Um den ALR-Betriebsmodus zu
aktivieren, muss in den meisten Situationen der größte, wenn
nicht sogar der gesamte Teil des Sicherheitsgurtbandes manuell herausgezogen
oder von der Wickelwelle aus hinausgezogen werden, bevor der Sicherheitsgurt
um einen Kindersitz herum angelegt werden kann. Dann wird der Sicherheitsgurt
losgelassen, damit er den Kindersitz umschließt. Während der letzte Abschnitt
des Sicherheitsgurtbandes von der Wickelwelle aus hinausgezogen
wird, gelangt der Gurtaufroller nach dem Stand der Technik in den
Betriebsmodus des automatischen Blockiermodus (ALR).
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Die
ALR-Mechanismen umfassen oft ein oder mehrere Zahnräder, die
sich mit der Gurtaufroller-Wickelwelle
drehen und eine effektive Messung der Länge des Gurtbandes bereitstellen,
die von der Wickelwelle entnommen wurde. Während das Gurtband von der
Wickelwelle gezogen wird, weist der ALR-Mechanismus normalerweise
ein mechanisches Merkmal auf, das bewirkt, dass der Gurtaufroller
in den automatischen Sperrbetriebsmodus gelangt. Ein solcher ALR-Mechanismus,
der in
US 5904371 dargestellt
ist, spannt beim Auszug des letzten Abschnitts des Sicherheitsgurtes
selektiv eine ALR-Sperrklinke
so vor, dass sie an einem Klinkenrad in Eingriff gebracht wird.
Durch die Vorspannung der ALR-Sperrklinke in das Klinkenrad wird
eine Gurtaufrollerblockierung eingeleitet, wie sie durch den fahrzeugsensitiven
Sperrmechanismus bereitgestellt wird. Der Sicherheitsgurtaufroller
bleibt während
die Länge
des hinausgezogenen Gurtbandes auf die Wickelwelle aufgewickelt
wird im ALR-Betriebsmodus und bringt zum Zeitpunkt des erfolgten
vollständigen Rückzugs des
Gurtes den Sicherheitsgurtaufroller wieder in den ELR-Betriebsmodus.
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Der
ALR-Mechanismus in
US 5904371 umfasst
einen federbelasteten Hebel, der physikalisch an der ALR-Sperrklinke
außer
Eingriff gehalten wird. Das federbelastete Element ist an einer
Kante einer Nockenscheibe vorgespannt, die sich mit der Wickelwelle
dreht. Nach einer vorgegebenen Zahl von Wickelwellenumdrehungen,
die der Entnahme von praktisch dem gesamten Gurtband von der Wickelwelle
entspricht, wird die Nockenscheibe in eine Position gedreht, damit
dem federbelasteten Hebel eine Raste angeboten wird. Danach fällt der
federbelasteten Hebel in die Raste, wird an einer Fläche des ALR-Hebels
in Eingriff gebracht und bewegt die ALR-Sperrklinke so, dass sie
an einem Zahn des Klinkenrades in Eingriff gebracht wird, um die
Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers einzuleiten.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 beseitigt die beschriebenen
Probleme bei den bekannten Sicherheitsgurtaufrollern. Bei der vorliegenden
Erfindung wird ein einziger Hebel, in Zusammenwirkung mit anderen
Bauteilen, eingesetzt, um den Blockiermodus (ELR/ALR) des Sicherheitsgurtaufrollers
zu steuern. Wenn der Sicherheitsgurt vollständig auf der Gurtaufroller-Wickelwelle aufgerollt
ist, wird der Hebel zu einer Position bewegt, die eine Sensorsperrklinke
an einer Fahrzeugträgheitsmasse
vorspannt, um den ELR-Betriebsmodus wirksam auszusperren. Auf das
Hinausziehen einer kleinen Länge des
Gurtbandes hin gelangt der Gurtaufroller in einen ELR-Betriebsmodus. Während des
normalen Gebrauchsmodus, wobei ein Teil des Sicherheitsgurtbandes
um einen Fahrzeuginsassen herum hinausgezogen wird, bleibt der Gurtaufroller
im ELR-Betriebsmodus; d.h. der ALR-Betriebsmodus ist erst zugänglich,
nachdem der gesamte Sicherheitsgurt vom Gurtaufroller gezogen wurde.
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Zu
diesem Auszug des Sicherheitsgurtes kommt es, wenn der Sicherheitsgurt
beispielsweise um einen Kindersitz herum angelegt wird. Im ELR-Betriebsmodus
wird der Hebel bezüglich
der Sensorsperrklinke verschoben und die Sensorsperrklinke und die
Fahrzeugträgheitsmasse
können
sich als Reaktion auf die dynamischen Zustände des Fahrzeuges bewegen.
Im ALR-Betriebsmodus spannt der Hebel die Sensorsperrklinke in ein
Klinkenrad, das mit ihr zusammenwirkt, vor. Der Wechsel in den automatischen
Sperrmodus (ALR) ist nicht auf das Hinausziehen des letzten Abschnitts
des Sicherheitsgurtbandes hin wirksam, sondern erst bei der anfänglichen
Winkeldrehung der Wickelwelle, in der Richtung des Rückzugs aus
dem vollständig
hinausgezogenen Zustand. Das Schalten in den ALR-Betriebsmodus zu Beginn des Sicherheitsgurtrückzugs ruft
eine geringere Verformung unter Belastung an der Sensorsperrklinke
hervor als das Starten des ALR-Modus beim vollständigen Auszug des Gurtbandes.
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1 zeigt
einen Sicherheitsgurtaufroller, in den die vorliegende Erfindung
integriert ist.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines ELR- und eines
ALR-Sperrmechanismus, in die die vorliegende Erfindung integriert
ist.
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3 zeigt
Sperrmechanismen, die bei einem Sicherheitsgurtaufroller nach dem
Stand der Technik verwendet werden, wobei das Sicherheitsgurtband
auf der Wickelwelle aufgerollt ist.
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4 zeigt
Sperrmechanismen, die bei einem Sicherheitsgurtaufroller nach dem
Stand der Technik verwendet werden, wobei das Sicherheitsgurtband
vollständig
herausgezogen ist.
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5 ist
eine isometrische Darstellung einer schalenförmigen Sperrvorrichtung.
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6 zeigt
die Sperrbauteile, nachdem der Sicherheitsgurt wieder vollständig auf
die Gurtaufroller-Wickelwelle in eine aufgerollte Position aufgewickelt
wurde.
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6A zeigt
die Sperrbauteile, nachdem eine ausreichende Länge des Sicherheitsgurtes herausgezogen
wurde, damit der ELR-Betriebsmodus aktiviert ist.
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7 zeigt
die Sperrbauteile, wobei praktisch die gesamte Länge des Sicherheitsgurtes von der
Wickelwelle gezogen wurde, und zwar unmittelbar vor der Aktivierung
des ALR-Betriebsmodus.
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8 zeigt
die Position von verschiedenen Sperrbauteilen zu Beginn des ALR-Vorganges.
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Die 1 und 2 veranschaulichen
den Sicherheitsgurtaufroller 20, in den die vorliegende
Erfindung integriert ist. Der Sicherheitsgurtaufroller 20 umfasst
einen Rahmen 22, der eine Wickelwelle 24 in einer
bekannten Weise rotatorisch, d.h. drehbar lagert. Das Sicherheitsgurtband 28 ist
um die Wickelwelle 24 gewickelt und kann von der Wickelwelle
aus hinausgezogen und auf dieselbe aufgewickelt werden. Der Sicherheitsgurtaufroller 20 umfasst
ein Primärsperrsystem 30,
das ein Sperrvorrichtungsrad 32 umfasst, das auch als Klinkenrad
bekannt ist und eine Vielzahl von Zähnen 34 aufweist.
Eine Sperrvorrichtungssperrklinke 36 weist einen oder mehrere Zähne 38 auf.
Die Sperrvorrichtungssperrklinke 36 kann außerdem einen
Sensorsperrklinkenbolzen 39 umfassen, der als Nockenläufer wirkt.
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Der
Sicherheitsgurtaufroller
20 ist ein Dual-Mode-Gurtaufroller,
der einen ELR- und einen ALR-Betriebsmodus
aufweist. Wie im Fachgebiet bekannt und entsprechend der Verwendung
in dieser Patentbeschreibung und in den Patentansprüchen, steht
ELR für
einen im Gefahrenfall sperrenden Gurtaufroller. Ein Beispiel für einen
ELR, der normalerweise einen oder mehrere Trägheitssperrmechanismen umfasst,
wird in EP 0228729A1 offenbart. Wie im Fachgebiet bekannt und entsprechend
der Verwendung in dieser Patentbeschreibung und in den Patentansprüchen, steht
ALR für
einen automatisch sperrenden Gurtaufroller. Ein Beispiel für einen ALR-Mechanismus
wird in
US 5904371 offenbart,
der selektiv eine ALR-Sperrklinke vorspannt, damit sie beim Auszug
des letzten Abschnitts des Sicherheitsgurtes am Klinkenrad in Eingriff
gebracht wird.
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Wenn
der Sicherheitsgurtaufroller 20 sich im ELR-Betriebsmodus
befindet, nutzt er Trägheitssperrmechanismen,
um das Blockieren des Gurtaufrollers einzuleiten, indem die Bewegung
der Sperrvorrichtungssperrklinke 36 für das In-Eingriff-Bringen am
Sperrvorrichtungsrad 32 bewerkstelligt wird. Diese Trägheitssperrmechanismen
werden im Allgemeinen als ein Gurtaufroller-Sperrmechanismus 40 bezeichnet,
der, wie in 2 dargestellt, eine bewegliche
Inertialmasse 42 und eine Sensorsperrklinke 44 umfasst.
Die Sensorsperrklinke umfasst einen überstehenden Bolzen oder ein
hervorstehendes Teil 45. Die Sensorsperrklinke lässt sich
durch einen mitwirkenden Hebel 130 in das, in 1 dargestellte
Klinkenrad 46, das die Zähne 48 aufweist, bewegen
und von demselben weg bewegen. Das Rad 46 dreht sich mit
der Wickelwelle 24 und kann Teil derselben sein.
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Die
Bewegung der Inertialmasse 42 als Reaktion auf eine starke
Fahrzeugverzögerung
oder eine große
Wank- oder Gierverschiebung des Fahrzeuges oder eine Drehung der
Fläche,
an der der Sicherheitsgurtaufroller angebracht ist, z.B. einer Sitzlehne,
bewirkt, dass die Inertialmasse sich bewegt, wankt oder kippt und
an einer benachbarten Fläche 44a der
Sperrklinke 44 zur Anlage kommt, wodurch die Sperrklinke 44 an
den Zähnen
des Klinkenrades 46 in Eingriff gebracht wird. Die Drehung
des Klinkenrades 46 bewirkt bei in Eingriff gebrachter
sensorsperrklinke, wie in 2 und durch
die Phantomlinie in 1 dargestellt, die Drehung einer
zugeordneten schalenförmigen
Sperrvorrichtung 60, der das Blockieren des Sicherheitsgurtaufrollers
einleitet. Die schalenförmigen
Sperrvorrichtungen 60 sind, normalerweise gegen den Rahmen 22 oder
ein anderes feststehendes Gurtaufrollerelement, federbelastet, wobei
eine solche Feder, die durch den Pfeil 68 dargestellt ist,
gegen eine Nabe oder ein hervorstehendes Teil 69 am Rahmen
wirkt.
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Der
Sicherheitsgurtaufroller 20 nutzt zum Abstützen der
Inertialmasse 42 eine schalenförmige Sperrvorrichtung 60,
die von einem Korb 42a oder einer anderen bekannten Stützkonstruktion
abgestützt wird.
Der Korb ist in einer Wanne 61 der schalenförmigen Sperrvorrichtung 60 aufgenommen.
Der Korb kann in Bezug auf die Wanne 61 ortsfest oder beweglich
sein. Der Eingriff der Sensorsperrklinke 44 am Klinkenrad 46 koppelt
die schalenförmige
Sperrvorrichtung 60 an das Klinkenrad 46 oder
an die Wickelwelle 24, was bewirkt, dass die schalenförmige Sperrvorrichtung
sich mit der Wickelwelle mindestens eine begrenzte Zahl von Graden
dreht. Durch die Drehung der schalenförmigen Sperrvorrichtung wird
die Sperrvorrichtungssperrklinke 36 bewegt und an den Zähnen des
Sperrvorrichtungsrades 32 in Eingriff gebracht, wodurch
die Anfangsphasen der Sperrung des Sicherheitsgurtaufrollers abgeschlossen
werden. Die schalenförmige
Sperrvorrichtung 60 kann einen Nocken 66 umfassen,
der den Nockenläufer 39 der
Sperrvorrichtungssperrklinke 36 aufnimmt. Durch die Drehung
des Sperrvorrichtungsringes 60 wird die Sperrvorrichtungssperrklinke 36 um eine
Achse 36a gedreht und an den Zähnen des Sperrvorrichtungsrades 32 in
Eingriff gebracht.
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Wenn
der Sicherheitsgurtaufroller
20 einen Energieabsorbermechanismus,
wie z.B. einen Torsionsstab, umfasst, kann sich die Wickelwelle,
nachdem der Sicherheitsgurtaufroller
20 anfangs blockiert ist,
drehen und der Sicherheitsgurt kann von der Wickelwelle
24 in
dem Maße,
wie sich der Torsionsstab verwindet, in einer gesteuerten Weise
hinausgezogen werden. Der Sicherheitsgurtaufroller
20 kann
außerdem
einen Gurtsensor (nicht dargestellt) umfassen, der als Reaktion
auf eine übermäßige Auszugsgeschwindigkeit
des Gurtes vom Gurtaufroller eine Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers
einleiten. Dieser Gurtsensor ist in der schalenförmigen Sperrvorrichtung untergebracht,
wie dies in
US 5904371 und
EP 228729A1 dargestellt
ist. Die Aktivierung des gurtsensitiven Sperrmechanismus koppelt
auch die schalenförmige
Sperrvorrichtung an die Wickelwelle, wodurch auch der Eingriff der
Sperrvorrichtungssperrklinke und des Sperrvorrichtungsrades bewirkt wird.
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Der
Sicherheitsgurtaufroller 20 bleibt immer im ELR-Betriebsmodus,
ausgenommen, wenn das gesamte Sicherheitsgurtband auf die Wickelwelle aufgerollt
wurde, sich also im aufgerollten Zustand befindet, oder wenn er
sich im ALR-Betriebsmodus befindet, der in Kombination auftritt,
wobei das Sicherheitsgurtband um einen Kindersitz herum angelegt
wird.
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Der
ALR-Sperrmechanismus 80 der vorliegenden Erfindung nutzt
eine Anzahl von Komponenten, die im Fachgebiet bekannt sind. Diese
bekannten Bauteile umfassen einen Zahnkranz 79, ein zentrales
oder exzentrisches Zahnrad 90, ein bewegliches oder Taumelzahnrad 100 und
eine Nockenscheibe 110, die beide in den 2 und 3 dargestellt
sind. Der Zahnkranz 80 weist eine Vielzahl von Zähnen 82 auf
und ist, bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, auf
einer Fläche
der schalenförmigen
Sperrvorrichtung 60 integral ausgebildet. Das zentrale,
exzentrische, Zahnrad 90 ist an der Wickelwelle 24 befestigt
und lässt
sich mit derselben drehen. Wie in den 1 und 3 dargestellt, umfasst
die Wickelwelle 24 einen Achszapfen oder ein hervorstehendes
Teil 27, der bzw. das sich durch ein Loch 62 in
der schalenförmigen
Sperrvorrichtung erstreckt und in einer Bohrung an einer Rückfläche des
zentralen Zahnrades aufgenommen wird, wodurch sich das zentrale
Zahnrad 90 mit der Wickelwelle bewegen kann. Das zentrale
Zahnrad 90 umfasst eine exzentrische Außenfläche 92, die in einem Loch 102 des
beweglichen, taumelnden, Zahnrades 100 aufgenommen wird,
und eine erhabene Fläche 94,
die zum Loch 62 konzentrisch ist und in einem Loch 112 einer
Nockenscheibe 110 aufgenommen wird.
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Das
bewegliche, taumelnde, Zahnrad 100 weist ein zentrisch
angeordnetes Loch 102 und eine Vielzahl von Zähnen 104 auf,
die sich an den Zähnen 82 des
Zahnkranzes 80 in Eingriff bringen lassen. Während sich
das zentrale Zahnrad 90 mit der Wickelwelle dreht, dreht
sich das bewegliche Zahnrad und läuft längs des Zahnkranzes 80 um.
Das bewegliche Zahnrad 100 umfasst außerdem einen hochstehenden
Bolzen oder ein hervorstehendes Teil 106.
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Die
Nockenscheibe 110 weist eine konzentrische Außenfläche auf,
die eine Nockenfläche 114 bildet.
Die Nockenfläche
weist mindestens eine große Einkerbung 116 und
eine optionale kleinere Einkerbung 116a mit einer kleineren
Tiefe auf. Die Nockenscheibe 110 weist in derselben einen
gekrümmten Schlitz 118 auf,
in dem das hervorstehende Teil 106 des beweglichen Zahnrades 100 aufgenommen
wird. Der Sicherheitsgurtaufroller gelangt in den ALR-Betriebsmodus,
wenn ein Hebel vollständig
in die Einkerbung 116 eintreten kann.
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ALR-Mechanismen
nach dem Stand der Technik sind in den
3 und
4 dargestellt. ALR-Mechanismen nach
dem Stand der Technik weisen einen federbelasteten Hebel
230 auf,
der mit dem in
US 5904371 offenbarten
Bauteil
102 vergleichbar ist und als Nockenläufer
232 wirkt
und auch zum Aktivieren einer ALR-Sperrklinke
234, die
mit der Sperrklinke
80 von
US
5904371 vergleichbar ist, benutzt wird, die zum Starten
des ALR-Betriebsmodus dient. Die vorliegende Erfindung weist einen
federbelasteten Hebel
130 auf, der die obigen Funktionen
und außerdem,
im Vergleich zum Stand der Technik, eine neue Funktionalität integriert.
Der Hebel
130 umfasst eine bekannte Ausführung eines
hervorstehenden Teils
132, das als Nockenläufer wirkt. Der
Nockenläufer
132 ist
gegen die Nockenfläche
114 durch
eine Vorspannfeder
130a vorgespannt, die manchmal durch
einen Pfeil angedeutet wird.
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Der
ALR-Mechanismus nach dem Stand der Technik wird aktiviert, wenn
durch den Auszug praktisch die gesamte Länge des Sicherheitsgurtes von der
Wickelwelle 24 abgewickelt wurde. Die 3 und 4 dienen
zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Sicherheitsgurtaufrollers
nach dem Stand der Technik und werden zum Erläutern von einigen Bauteilen
des Sicherheitsgurtaufrollers 20 benutzt. Wenn beim ALR-Mechanismus
nach dem Stand der Technik das gesamte Sicherheitsgurtband um die
Wickelwelle herum aufgewickelt ist, erreichen die verschiedenen
Bauteile des ALR-Mechanismus eine Ausrichtung, wie sie in 3 dargestellt
ist. Der Nockenläufer 232 positioniert
sich selbst in die kleinere Einkerbung 116a, was eine vorzeitige
Bewegung der Nockenscheibe 110 verhindert. In dem Maße, wie das
Gurtband von der Wickelwelle gezogen wird, dreht sich die Wickelwelle,
was bewirkt, dass sich das zentrale Zahnrad 90 dreht, das
wiederum das bewegliche Zahnrad 100 dreht, was wiederum
bewirkt, dass sich das hervorstehende Teil 106 dreht und längs des
Zahnkranzes 80 umläuft,
sowie bewirkt, dass sich das hervorstehende Teil 106 im
Schlitz 118 der Nockenscheibe 110 bewegt. Indem
mehr und mehr Sicherheitsgurtband 28 von der Wickelwelle
hinausgezogen wird, wird das hervorstehende Teil 106 einen
ausreichenden Weg weit bewegt, um das Ende 120 (siehe 4)
des Schlitzes 118 zu berühren, wodurch bewirkt wird,
dass die Nockenscheibe 110 sich mit dem bewegenden Zahnrad 100 dreht.
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Der
Getriebemechanismus nach dem Stand der Technik ist so gestaltet,
dass wenn praktisch das gesamte Gurtband von der Wickelwelle entnommen wurde,
die Nockenscheibe 110 dem Nockenläufer 232 den Schlitz 116 anbietet,
was bewirkt, dass der Nockenläufer
in den Schlitz 116 gedrückt
wird. Dieser Vorgang geschieht bei der vorliegenden Erfindung wegen
der Anwendung einer zweiten Nockenscheibe 150 nicht. Danach
bringt der Hebel 230 die ALR-Sperrklinke 234 durch
Heben an den Zähnen des
Klinkenrades 46 in Eingriff, um den ALR-Betriebsmodus zu
starten, der beim vollständigen
oder im Wesentlichen vollständigen
Auszug des Sicherheitsgurtes gestartet wird. Der Sicherheitsgurtaufroller
nach dem Stand der Technik bleibt so lange in diesem Betriebsmodus,
bis das Gurtband 24 vollständig zurückgezogen ist. In dem Maße, wie
das Gurtband 24 beim ALR-Mechanismus nach dem Stand der Technik
zurückgezogen
bzw. aufgerollt wird, bewegt sich das zentrale Zahnrad entgegengesetzt,
was bewirkt, dass sich das bewegliche Zahnrad 90 und das hervorstehende
Teil 106 zur vorherigen Bewegung entgegengesetzt bewegen.
Während
das Gurtband zurückgezogen
wird, kommt das hervorstehende Teil 106 am entgegengesetzten
Ende 122 des Schlitzes 118 zur Anlage, wodurch
die Nockenscheibe in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird
(entspricht in 3 dem Gegenuhrzeigersinn). Dadurch
wird der Nockenläufer 132 gezwungen,
sich eine geneigte Fläche 124 des
Schlitzes 116 hinaufzubewegen und auf der Außenfläche der
Nockenfläche 114 neu
positioniert zu werden. Durch diese Bewegung wird der Hebel an der
ALR-Sperrklinke außer
Eingriff gebracht und der ALR-Betriebsmodus beendet.
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Jetzt
wird wieder auf die vorliegende Erfindung Bezug genommen, und zwar
auf die 2 und 5. Die schalenförmige Sperrvorrichtung 60 umfasst
eine Vielzahl von federnden, nach innen gerichteten, flexiblen Laschen 64,
die um den Zahnkranz 80 herum gleichmäßig positioniert und zum Loch 62 der schalenförmigen Sperrvorrichtung 60 konzentrisch sind.
Die Nockenfläche 114 wird
in diesen Laschen 64 aufgenommen, die die Nockenscheibe 110 zum Loch 62 sowie
zur Drehachse der Wickelwelle 24 konzentrisch positionieren.
Jede Lasche 64 weist einen hochgezogenen Wandteil 64a sowie
einen sich nach innen erstreckenden Wandteil auf. Die Nockenfläche 114 läuft an einer
inneren Wand des hochgezogenen Wandteils 64a, während der
nach innen gerichtete Wandteil 64b verhindert, dass die
Außenkante
der Nockenscheibe sich von der schalenförmigen Sperrvorrichtung und
dem Zahnkranz wegbewegt.
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Der
ALR-Mechanismus der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem eine
zweite Nockenscheibe 150, die den Steuervorgang für den Start
des ALR-Betriebsmodus unterstützt,
um nach dem vollständigen
Auszug des Gurtbandes mit dem Aufwickelvorgang der Wickelwelle zu
beginnen. Die zweite Nockenscheibe stellt, gemeinsam mit dem Hebel 130,
ebenfalls eine gesteuerte Vorspannung der Sensorsperrklinke 44 bereit,
um eine Stabilisierungskraft an der Inertialmasse 42 zum
Zeitpunkt des vollständigen
oder des nahezu vollständigen
Rückzugs des
Sicherheitsgurtes auf die Wickelwelle bereitzustellen, um eine Schwingungs-
und Lärmquelle
zu beseitigen. Die Nockenscheibe 150 gestattet ferner dem
Hebel, eine Mittenposition zu erreichen, um den ELR-Betriebsmodus
zu aktivieren.
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Die
zweite Nockenscheibe 150 umfasst eine kreisringförmige Wand 152,
die einen dünnen
Innenrand 153 aufweist. Der Rand 153 wird durch
die erste Nockenscheibe 110 drehbar gelagert. Die erste
Nockenscheibe 110 umfasst eine Vielzahl von nach innen
gerichteten Laschen 156, die hinsichtlich der Bauform mit
den Laschen 64 vergleichbar sind. Die Laschen 156 umfassen
einen ersten Wandteil 158a, der sich von der Fläche der
Nockenscheibe 110 weg erstreckt, und einen nach außen gerichteten
Teil 158b. Eine Innenfläche
des Teils 158a stabilisiert die ringförmige Wand 152 in
Radialrichtung, während
ein Teil 158b den Rand 153 und daher die zweite
Nockenscheibe 150 hält.
Die zweite Nockenscheibe 150 umfasst außerdem ein nach innen gerichtetes
Aufnahmeteil 160, das eine Öffnung 162 in demselben aufweist,
um das hervorstehende Teil 106 des sich bewegenden Zahnrades 100 lose
aufzunehmen. Die zweite Nockenscheibe umfasst eine erste Erhebung oder
Nockenfläche 164,
die im Allgemeinen zum Aufnahmeteil 160 gegenüberliegend
angeordnet ist, und eine zweite Erhebung oder Nockenfläche 166.
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Während das
Sicherheitsgurtband durch Ausziehen von der Wickelwelle entnommen
wird, und zwar von einem vollständig
aufgerollten Zustand aus bis zu einem vollständig ausgezogenen Zustand, läuft das
hervorstehende Teil 106 des Taumelzahnrades 100 im
Allgemeinen in einem Kreis um, dessen Mittelpunkt auf einer Achse
liegt, die zur Achse der Wickelwelle kollinear ist, während es
gleichzeitig, mit einer höheren
Frequenz, sich längs
des Kreises dreht oder sich längs
denselben hin- und herbewegt, wobei eine solche Bewegung in dem
Schlitz 118 eingeschränkt
wird. Der Schlitz 118 bietet dem Sperrmechanismus einen
Totganggrad, das heißt
wenn das hervorstehende Teil 106 nicht auf die Enden des Schlitzes 118 drückt, bewegt
sich die erste Nockenscheibe 110 nicht. Das hervorstehende
Teil 106 bewegt direkt die erste Nockenscheibe während des Gurtauszugs
bezüglich
der 6 uhrzeigersinnartig und während des Gurtrückzugs gegenuhrzeigersinnartig.
Da sich das hervorstehende Teil oder der Bolzen 106 wie
beschrieben bewegt, dreht es oder er sich auch in der Öffnung 162 des
Aufnahmeteils 160 der zweiten Nockenscheibe 150 und
nimmt die zweite Nockenscheibe 150 mit dem Bolzen 106 mit.
Die zweite Nockenscheibe 150 dreht sich im Uhrzeigersinn
und im Gegenuhrzeigersinn und folgt im Allgemeinen der Drehung des
Taumelzahnrades 100.
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6 zeigt
die Positionen der Sperrbauelemente, wenn der Sicherheitsgurt vollständig bis
zu einer aufgerollten Position auf die Gurtaufroller-Wickelwelle
aufgewickelt wurde. In diesem Zustand wird der ELR-Sperrmechanismus
von der Nutzung ausgesperrt. Die Nockenfläche 166 zwingt in
diesem Zustand den Nocken1äufer 132,
sich von der Nockenfläche 114 der
Nockenscheibe 110 wegzubewegen. Durch die Nockenfläche 166 wird
der Nockenläufer 132 um
einen größeren Weg
vom Mittelpunkt der Wickelwelle wegbewegt.
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Während das
Sicherheitsgurtband durch Ausziehen vom Sicherheitsgurtaufroller
entnommen wird, dreht sich die Wickelwelle (bezüglich der 6) in
einem Uhrzeigersinn; die verschiedenen Bauteile der Getriebemechanismen
drehen sich genauso. Während
das Gurtband ausgezogen wird, bewegt das Taumelzahnrad 100, über ein
hervorstehendes Teil 106 und das Aufnahmeteil 160,
die zweite Nockenscheibe 150 uhrzeigersinnartig (siehe
Pfeil auf der zweiten Nockenscheibe). Die erste Nockenscheibe bleibt
im Allgemeinen in der Anfangsposition, während das hervorstehende Teil
oder der Bolzen 106 von dem Ende 122 des Schlitzes 118 weg
und in eine freie Zone bewegt wird. Nachdem der Sicherheitsgurt
etwas herausgezogen wurde, wird die zweite Nockenscheibe durch das
hervorstehende Teil oder den Bolzen 106 ausreichend im
Uhrzeigersinn bewegt, so dass der Nockenläufer 132 auf die Nockenfläche 114 der
ersten Nockenscheibe 110 auftreffen kann. Bei diesem Betriebsmodus
bewegt sich der Nockenläufer 132 nach
innen zur Nockenfläche 114,
wodurch das Ende 140 des Hebels 132 weg von dem
Bolzen 45 der Sensorsperrklinke 44 bewegt wird.
Dieser Vorgang gestattet dem Sicherheitsgurtaufroller, in den ELR-Betriebsmodus
zu gelangen und ist in 6A dargestellt. 6A zeigt
die Position, die durch die Sperrbauteile erreicht wird, wenn der
Sicherheitsgurt eine festsetzbare Länge weit herausgezogen wurde
und in der der ELR-Betriebsmodus aktiviert ist, jedoch der ALR-Modus
nicht verfügbar
ist.
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In 5 ist
der Hebel 130 an der schalenförmigen Sperrvorrichtung 60 rotatorisch,
d.h. drehbar angebracht. Die schalenförmige Sperrvorrichtung ist in
den 6, 6a, 7 und 8 nicht
dargestellt. Nur ein Bolzen 60a, der Teil der schalenförmigen Sperrvorrichtung
ist und der den Hebel 130 drehbar lagert, ist dargestellt.
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7 zeigt
die Position, die von den Sperrbauteilen erreicht wurde, wobei praktisch
der gesamte Sicherheitsgurt durch Ausziehen von der Wickelwelle
entnommen wurde, und zwar unmittelbar vor der Aktivierung des ALR-Betriebsmodus.
Die zweite Nockenscheibe 150 ist gestaltet, um über dem Schlitz 116 der
Nockenscheibe 110 angeordnet zu sein, im Allgemeinen unmittelbar
bevor das gesamte Gurtband 28 ausgezogen wurde, wie dies
in 7 dargestellt ist. Die Platzierung der Erhebung
oder Fläche 164 über dem
Schlitz 116 verhindert, dass der Nockenläufer 132 des
Hebels 130 in den Schlitz 116 eintritt. Dies verhindert,
dass der Sicherheitsgurtaufroller bei vollständigem Auszug des Gurtbandes 28 in den
ALR-Betriebsmodus
gelangt, wie dies durch den Stand der Technik gelehrt wird. Die
radiale Ausdehnung der Fläche 164 ist
nicht kritisch und sie kann mit der radialen Ausdehnung der Fläche 114 identisch sein
bzw. dort etwas kleiner oder größer sein,
wo sie als Blockierfläche
wirkt. Auf das Loslassen des Gurtbandes 28 oder die Verringerung
der Kraft hin, die das Gurtband in einem herausgezogenen Zustand hält, beginnt
durch die Wirkung der Aufwickelfeder 29 das Aufwickeln
des Gurtbandes auf die Wickelwelle (siehe 1). Die Änderung
der Richtung der Wickelwelle 24 bewirkt, dass sich das
zentrale, exzentrische, Zahnrad 90 entgegengesetzt dreht,
was bewirkt, dass sich das bewegende, taumelnde, Zahnrad 100 ebenfalls
entgegengesetzt bewegt (in 7 im Gegenuhrzeigersinn).
Dieser Vorgang bewirkt die Bewegung des hervorstehenden Teils oder
des Bolzens 106 weg von dem Ende 120 des Schlitzes 118, der
die zweite Nockenscheibe 150 in einem Gegenuhrzeigersinn
bewegt, also entgegengesetzt zur Bewegung beim Ausziehen des Sicherheitsgurtes.
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8 zeigt
die Position von verschiedenen Sperrbauteilen zu Beginn des ALR-Vorganges.
Ab einem festsetzbaren Maß der
Drehung der Scheibe 150 kann sich der Nockenläufer 132 an
einer Kante 170 der Erhebung 166 verschieben und
in eine Nut 116 eintreten, da dieser Vorgang dem Hebel 130 gestattet,
sich nach innen zu bewegen. Die Nach-Innen-Bewegung des Hebels 130 hebt
den Bolzen 45 der Sensorsperrklinke 44 an und
bewegt die Sensorsperrklinke 44 so, dass sie an den Zähnen des
Klinkenrades 46 in Eingriff gebracht wird, um jetzt den ALR-Betriebsmodus
zu starten, da die Wickelwelle sich in die Richtung des Sicherheitsgurtrückzuges dreht.
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Während sich
die Wickelwelle in einer Wiederaufrollrichtung dreht, bewegt das
hervorstehende Teil 106 weiterhin die zweite Nockenscheibe 150 im Gleichlauf
mit der Bewegung des hervorstehenden Teils 106. Nachdem
eine festsetzbare Länge
des Gurtbandes auf die Wickelwelle aufgewickelt wurde, kommt das
hervorstehende Teil 106 schließlich an einem Ende 122 eines
Schlitzes 118 zur Anlage, wodurch es an der Nockenscheibe 110 wieder
in Eingriff gebracht wird. Die erste Nockenscheibe 110 wird
anschließend
zur Anfangsposition zurückgebracht,
die einer vollständig
aufgewickelten Wickelwelle entspricht, die in 6 dargestellt
ist, was den Zyklus abschließt
und die Erhebung 166 unter dem Nockenläufer 132 positioniert,
wodurch der Hebel 130 durch die Auslenkung nach unten oder
nach außen
(in 6) weg von der Fläche 114 oder gegenuhrzeigerartig
(in 2) vorgespannt wird.
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Wenn
der Hebel 130 bedingt durch das Anliegen an der Erhebung 166 der
zweiten Nockenscheibe 150 nach außen gedrückt wird, wird der Bolzen 45 der
Sensorsperrklinke 44 durch eine Fläche nach unten vorgespannt,
um die Sensorsperrklinke 44 am Oberteil der Inertialmasse 42 zu
halten. Der Hebel 130 weist ein distales Ende 134 auf,
das einen Ring 136 aufweist, der eine Öffnung 138 definiert. Der
Bolzen 45 der Sensorsperrklinke 44 wird in der Öffnung 138 des
Ringes 136 aufgenommen. Ein Ende 140 des Ringes
bildet eine erste Eingriffsfläche bzw.
Anlagefläche
und ein entgegengesetztes Ende 142 des Ringes bildet eine
zweite Eingriffsfläche
bzw. Anlagefläche.
Wenn der Hebel 130 sich in der Nut 116 bewegt,
hebt die zweite Anlagefläche 142 den Bolzen 45 an
und bringt daher die Sensorsperrklinke 44 am Klinkenrad 46 in
Eingriff, was den ALR-Eingriffsmodus startet, wie dies in 8 dargestellt
ist. Beim Rücklauf
des Gurtbandes auf die Wickelwelle drängt, wie in 6 dargestellt,
die Anlagefläche 140 den
Bolzen 45, und daher die Sensorsperrklinke 44, nach
unten auf die Inertialmasse 44. Dies verhindert, dass der Sperrmechanismus
in der aufgerollten Position aktiviert wird, und zwar unabhängig von
der physikalischen Ausrichtung des Sicherheitsgurtaufrollers. Der
Hebel 130 hilft beim Starten des ALR-Betriebsmodus, indem
die Sensorsperrklinke bewegt wird, und blockiert auch den ELR-Betriebsmodus,
indem die Bewegung der Sensorsperrklinke verhindert wird.